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1、摘 要本设计为襄宜一级公路某段设计，任务书规定该公路为山岭重丘区一级公路，设计车速为60KM/h，交通增长率为6%，设计年限为15年，道路结构为沥青混凝土路面。经过交通量计算，决定采用四车道。主要设计内容包括：路线设计、平曲线设计、纵断面设计、横断面设计；路基设计、排水设计；路面结构设计。设计过程中在选线上尽量做到线形平顺，并且少占农田。此路线全长2588米，平曲线设3个交点，圆曲线半径分别为500、400、1000米。纵断面设置3个变坡点，两个为凹曲线，一个为凸曲线，竖曲线半径分别为4000、5000、4000米，最小坡度为2%，最大坡度为5%。路面结构设计为沥青混凝土路面（柔性）。整个设计
2、计算了路线的平、纵、横要素,设计了路基、路面等内容,由此圆满完成了襄宜一级公路某段初步设计。关键词：路线 路基 路面 绪 论公路运输是在公路上运送旅客和货物的运输方式，是交通运输系统的组成部分之一。主要承担短途客货运输。现代所用运输工具主要是汽车。因此，公路运输一般即指汽车运输。在地势崎岖、人烟稀少、铁路和水运不发达的边远和经济落后地区，公路为主要运输方式，起着运输干线作用。 与其它运输方式比较，公路运输的特点是机动灵活，适应性强，可实现“门到门”直达运输，在中、短途运输中，运送速度较快，原始投资少，资金周转快，掌握车辆驾驶技术较易，这些都促使着公路运输的快速发展。改革开放以来，我国公路运输业
3、快速发展。从完成的运量和周转量看，公路客运已成为主要的客运方式，公路货运量远远超过其他运输方式，周转量也快速增长，这充分说明公路运输方式在国民经济及社会发展过程中发挥着愈来愈重要的作用。我国公路运输服务方式和经营主体日益呈现多样化的趋势公路运输随着治超的深入以及降低大吨位车辆路桥通行费等政策措施的落实，运价水平回落，货运量将保持较快的增长，运输市场将出现供大于求的局面。我国公路在客运量、货运量、客运周转量等方面均遥遥领先于其他运输方式的总和。根据交通部规划，到2010年，公路总里程要达到210万至230万公里，全面建成五纵七横国道主干线，目前人口在20万以上的城市高速公路连接率将达到90%，高
4、速公路总里程达到5万公里。我国公路设计发展趋势应在绿色环保方面应有新的技术突破，要特别注重道路工程建设与沿线周边的“生态、环保、旅游、景观”的协调，为未来的交通基础工程建设持续打下了良好的基础。一、设计说明1.1 设计题目某一级公路的路面结构计算与路基设计1.2 设计资料1.2.1 毕业设计目的毕业设计是本专业最主要的教学环节之一。要求学生综合运用所学基础理论、专业理论和基本数学解析技能，按照任务书的要求，对具体工作进行合理的工程施工图设计，提供完整的设计文件。通过毕业设计掌握道路工程设计的基本原理和方法，提高分析和解决工程问题的能力，培养独立工作能力和组织能力以及认真负责的工作态度。1.2.
5、2 设计任务与内容 完成在指定的起、终点之间（约3公里）的新建公路设计，设计阶段为二阶段施工图设计，要求根据地形图中给出的道路红线范围，按山岭重丘区 一级 公路进行设计，路线起点设计高程与相交道路保持顺畅一致，终点高程确定考虑拟建相交路线高程（可以取与原始地面高程保持一致）。设计文件必须符合现行有关设计标准与规范的规定。1.2.3 自然地理条件及材料供应 该区属亚热带季风性湿润气候，四季分明，年平均气温在13.118摄氏度。雨热同季，全年积温较高，无霜期较长，极端最高气温41.4摄氏度，极端最低气温-5.6摄氏度。年平均降雨1404毫米，年平均雾日50天，平均风速1.75米/秒。本地区地震烈度
6、为度。山坡地段上覆1-3米粘土表层，下为粉砂质泥岩及长石石英砂岩，呈互层状产出；鱼塘底淤泥0.6米，其下25米黏土。碎（砾）石、砂、石灰、粉煤灰等主要材料可通过本地自产满足供应要求。沥青、水泥、矿粉等材料可以外购以满足供应要求。1.2.4 交通资料根据工程可行性研究报告得知近期交通组成与交通量如表一所示，交通量年增长率如表二所示。 表1-1 近期交通组成与交通量 车型交通量（辆/日）车型交通量（辆/日）三菱FR415680江淮HF150840五十铃NPR595G720东风SP9135B580江淮HF140A820五十铃EXR181L870东风M340580 表1-2 交通量年增长率 期限(年)
7、增长率（）156.0查公路工程技术标准得小客车和中型载重汽车折算系数如下： 0=B5 =qyw 表3 表1-3 各汽车代表车型与车辆折算系数 汽车代表车型车辆折算系数小客车1.0中型车1.5大型车2.0拖挂车3.01.2.5 交通量计算N1=（680+720+820+960）1.5+8402.0+（580+870）3.0=10800辆/日 c ?XUb 远景设计年限为15年的年平均昼夜交通量为： ;4$C$r!t N15=N1（1+） =10800（1+6%） =24418辆/日查公路工程技术标准可知NCt sx /C ：四车道一级公路应将各种汽车折合成小客车的年平均日交通量15000-300
8、00辆。故确定设计道路等级为一级，设计行车速度为60km/h，车道数位四车道。路基全宽23m,中央分隔带宽2m，左侧路缘带0.52m，右侧硬路肩2.52m（包含右侧路缘带，宽0.52m），右侧土路肩0.52m，车道3.54m。1.3 路线设计1.3.1 选线原则道路作为一条三维空间的实体，是由路基、路面、桥梁、涵洞、隧道和沿线设施所组成的线性构造物1。选线是在道路规划起终点之间选定一条技术上可行，经济上合理，又能符合使用要求的道路中心线的工作。但影响选线的因素有很多, 这些因素有的互相矛盾, 有的又相互制约, 各因素在不同的场合重要程度也不相同, 不可能一次就找出理想方案来, 所以最有效的方法
9、就是进行反复比选来确定最佳路线。路线方案是路线设计最根本的问题。方案是否合理，不但直接关系到公路本身的工程投资和运输效率。更重要的是影响到路线在公路网中是否起到应有作用，即是否满足国家的政治、经济、国防的要求和长远利益。选线工作包括从路线方案选择路线布局到具体定线的全过程。根据路线需要经过1：2000比例的地形图来确定路线方案。综合考虑精心比较，提出安全、经济、合理的路线方案。1.3.2 公路线路走向的基本原则根据设计要求、公路现状,确定公路线路走向的基本原则是:（1） 常州地区公路作为旅游资源开发的主干线,其走向既要符合旅游开发发展总体规划,又要与沿线乡镇规划紧密结合,合理衔接。（2） 避让
10、村镇、干渠及高压干线等,尽可能减少拆迁民房等建筑物。（3） 新建线路选择应尽可能避免和减少破坏现有水利灌溉系统。（4） 坚持技术标准,尽可能缩短行车里程。（5） 宜曲则曲，宜直则直。1.3.3 本路线设计的特点（1） 该路段的设计车速较大，所以平面设计时尽量争取较高的线形指标。（2） 在本设计中，平纵结合合理，做到了“平包竖”。1.3.4 合理考虑路线影响因素 （1） 本设计是修筑一条一级公路,属于高等级公路, 要做到少占和不占农田, 以及服务方便运输又保证安全。（2） 路线要尽量避开重要的电力、电讯设施。（3） 处理好路线与周围环境的关系。（4） 注意土壤水文条件。（5） 尽量靠近建筑材料产
11、地。二、平面设计2.1 平面设计要求平面设计中，圆曲线半径、缓和曲线半径长度的取值必须满足其相应的规定2。在此基础上，应根据设计条件尽量选用较高的技术指标，不应轻易选用指标中的最大（或最小）值，并保持各种线形要素的均衡性、连续性。2.2 圆曲线设计圆曲线半径的确定，必须能够保证汽车以一定的车速安全行驶。选用曲线半径时，应充分注意地质、水文条件，使曲线既能更好地吻合地形，减少工程，又能满足桥梁的要求和隧道、路基等建筑物的设置条件。一般地段曲线半径的选择受地形影响不大，应结合占用农田等情况，尽量采用较大半径的曲线。圆曲线能较好的适应地形的变化，并可获得圆滑的线形,圆曲线在适应地形情况下,应尽量选用
12、较大半径,在确定半径时应注意以下几点：（1） 一般情况宜采用极限最小半径的4-8倍或超高为2%-4%的圆曲线半径；（2） 地形条件受限制时,应采用大于或接近一般最小半径的圆曲线半径；（3） 应同前后先行要素相结合,使之构成连续均衡的曲线线形；（4） 应同纵断面线形相结合,避免小半径曲线与陡坡相重合；（5） 每个弯道半径值的确定,应按技术标准根据实际选用。我国规范中所规定的圆曲线最小半径取值，具体规定见下表4。规范规定圆曲线的最大半径不宜超过10000m；为了保证汽车行驶的舒适性和安全性，平曲线应有足够的长度，圆曲线的长度也宜有3s的行程2。极限最小半径是指按计算行车速度行驶的车辆,能保证其安全
13、行驶的最小半径。它是设计采用的极限值，当路面横坡和横向力系数最大时,可按R=V/127（i）计算出极限最小半径，道路曲线为极限最小半径时,设置最大超高。 一般最小半径对按计算速度行驶的车辆能保证安全和舒适性，它是通常情况下推荐采用的最小半径。它介于极限最小半径与不设超高最小半径之间。不设超高最小半径是指曲线较大，离心力较小,靠轮胎与路面间的摩阻力就足以保证汽车安全稳定行驶采用的最小半径,这时路面可以不设超高。此时对行驶在曲线外侧车道上的车辆,其i值为负值,大小等于路拱横坡。从舒适角度考虑,此时取的值比极限最小半径所采取的值小的多。我国规范中规定不设超高最小半径是取=0.035 , i=-0.0
14、15 。因此根据汽车转弯的横向稳定分析： (2-1) 式中：横向力系数；路面横坡，无超高时为路拱横坡。取=0.1，=2%，代入上式(2-1),得R=125m。所以在此段公路设计中根据圆曲线半径的选用原则，拟采用圆曲线半径为R1=500m，R2=400m，R3=1500m。根据汽车转弯的横向稳定分析得出半径R=125m小于所选半径R1=500m,，R2=400m，R3=1500m所以满足汽车转弯时的横向稳定性要求3。 表2-1 圆曲线半径取值表 公路等级高速公路一二三四计算行车速度（km/h）120100806010060804060304020极限最小半径m65040025012540012525060125306015公路等级高速公路一二三四一般最小半径（m）10007004002007002004001002006510030不设超高最小半径（m）路拱2.0%5500400015001500
